JP2004337340A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯物の上方から泡を吐出して洗濯する洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、代表的な洗濯機は、パルセータと呼ばれる翼を回転させて洗濯するものであり、この種の洗濯機の構成を図9を参照しながら説明する。
【0003】
図9に示すように、外槽30は、底部に翼31を回転自在に配設した内槽32を内包し、吊り棒33により筐体34に吊り下げている。モータ35は、Vベルト36および減速機構兼クラッチ37を介して、翼31または内槽32を駆動する。排水弁38は内槽32内の洗濯液を排水し、給水弁39は内槽32内に給水するものである。
【0004】
内槽32の上部には脱水時の振動を低減させるための流体バランサー40を設け、内槽32の上部には蓋41を配設している。制御装置42は、モータ35、排水弁38、給水弁39などを制御して、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御するものである(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
上記構成において動作を説明すると、内槽32内に洗濯物と所定量の洗剤を投入した後、洗濯を開始すると、制御装置42により給水弁39を制御して内槽32内に所定量の水を給水し、その後、制御装置42によりモータ35を制御して翼31を駆動する。翼31の回転によって内槽32内の洗濯物と水とをし、このによって洗剤を除々に溶解して洗濯液となり、洗濯物の汚れに作用することとなる。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−378326号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構成の洗濯機の場合、翼31によって内槽32内の洗濯物をするといった機械力のみによって洗浄力を確保しているため、内槽32の底部にある洗濯物には機械力が伝わりやすく、高い洗浄力が得られるが、内槽32の上部にある洗濯物には機械力が伝わりにくいため、洗浄力が得られず、洗いむらが大きくなるという問題を有していた。
【0008】
本発明は上記課題を解決するもので、溶解した洗濯液より発生した泡を上方に揚水し、内槽内の洗濯物に上方からかけることで、高い洗浄力を確保するとともに洗いむらを低減し、さらに、泡の吐出量が一定範囲となるようにすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、洗濯物を収容する内槽を外槽内に回転自在に収容し、外槽の内面に泡室を形成し、スイッチング素子を有するインバータにより内槽を回転駆動する駆動手段に電力を供給し、制御手段によりスイッチング素子の導通比を制御して駆動手段の回転数を制御するよう構成し、内槽を回転駆動し内槽と外槽との間に発生する泡を揚水、吐出する泡行程を有するとともに、駆動手段に対応した電流値を検知する電流検知手段の出力値と電流設定値との比較結果によりスイッチング素子の導通比を制御し、駆動手段の回転数を制御することで、泡の吐出量が一定範囲となるようにしたものである。
【0010】
これにより、溶解した洗濯液より泡を発生させ、発生した泡を泡室に集めて上方に揚水し、内槽内の洗濯物に上方からかけることで、高い洗浄力を確保できるとともに洗いむらを低減することができ、さらに、電流検知手段の出力値を検出し、この出力値と電流設定値の比較結果によりスイッチング素子の導通比を制御し、駆動手段の回転数を制御することで、泡の吐出量を一定範囲することができて、泡の吐出量が多すぎたり、少なすぎたりすることなく、最適に制御することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、洗濯物を収容する内槽と、この内槽を回転自在に収容した外槽と、前記内槽を回転駆動する駆動手段と、前記外槽の内面に形成した泡室と、スイッチング素子を有し前記駆動手段に電力を供給するインバータと、前記駆動手段に対応した電流値を検知する電流検知手段と、前記スイッチング素子の導通比を制御し前記駆動手段の回転数を制御する制御手段とを備え、前記内槽を回転駆動し前記内槽と外槽との間に発生する泡を揚水、吐出する泡行程を有するとともに、前記電流検知手段の出力値と電流設定値との比較結果によりスイッチング素子の導通比を制御し、前記駆動手段の回転数を制御することで、泡の吐出量が一定範囲となるようにしたものであり、溶解した洗濯液より泡を発生させ、発生した泡を泡室に集めて上方に揚水し、内槽内の洗濯物に上方からかけることで、高い洗浄力を確保できるとともに洗いむらを低減することができ、さらに、電流検知手段の出力値を検出することで、駆動手段に流れる電流を監視しながら内槽を回転制御し、駆動手段のトルクを一定にして内槽に一定のトルクを与えるようにするため、内槽の水位ばらつきや、洗剤の種類や量などが変わっても、泡の吐出量が一定範囲とすることができる。これにより、泡の吐出量が増えて泡が溢れ出たりするのを防ぎ、衣類の汚れを落すことができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、外槽内の水位を検知する水位検知手段を備え、前記水位検知手段により検知する出力信号により、電流設定値を変更するようにしたものであり、洗濯水量にあった洗い方が実現でき、かつ、洗濯水量が多い場合などは、回転数を下げて、泡が外槽より溢れ出る等の異常状態を回避することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、複数の設定水位を有する泡行程を有し、それぞれの設定水位に応じて、電流設定値を変更するようにしたものであり、設定水位にあった洗い方が実現でき、かつ、設定水位が高い場合などは、回転数を下げて、泡が外槽より溢れ出る等の異常状態を回避することができる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、駆動手段または内槽の回転数を検知する回転数検知手段を備え、前記回転数検知手段の出力値と所定回転数を比較して、所定回転数以上にならないようにスイッチング素子の導通比を制御するようにしたものであり、内槽の回転数が上昇しすぎて危険な状態になるのを防ぎ、さらに泡の吐出量が増えて泡が溢れ出るのを防ぐことができる。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0016】
図2に示すように、外槽1は、内側に回転自在に配設した内槽2を内包し、内槽2の内底部にはクラッチ兼減速機構3を介して翼4を回転自在に配設している。外槽1の上部開口部にはパッキン5を介して外槽カバー6を設け、吊り棒7により筐体8に吊り下げている。
【0017】
モータ(駆動手段)9は、直流ブラシレスモータで構成し、クラッチ兼減速機構3を介して内槽2または翼4を回転駆動する。給水弁10は内槽2内に水を給水するものであり、水位検知手段11は外槽1内の水位を検知するもので、排水弁12は外槽1内の洗濯液を排水するものである。
【0018】
モータ9は、図1に示すように、3相巻線13を有するステータ(図示せず)と、リング上に2極の永久磁石を配設しているロータ(図示せず)とで構成し、ステータに3相巻線13を構成する第1の巻線13a、第2の巻線13b、第3の巻線13cを巻回している。
【0019】
インバータ14は、パワートランジスタ(IGBT)と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。スイッチング素子14aとスイッチング素子14bの直列回路と、スイッチング素子14cとスイッチング素子14dの直列回路と、スイッチング素子14eとスイッチング素子14fの直列回路とで構成し、これらスイッチング素子14a〜14fの直列回路は並列接続している。
【0020】
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する2つのスイッチング素子の接続点にそれぞれ出力端子を接続している。出力端子は、3相巻線13の3つの端子、U端子、V端子、W端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する2つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、U端子、V端子、W端子を正電圧、零電圧、解放の3状態にする。
【0021】
スイッチング素子14a〜14fのオン・オフは、駆動回路15を介して、制御手段16と、第1のロータ位置検知手段17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cとにより制御している。第1のロータ位置検知手段17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cは、電気角で120度の間隔でモータ9のロータに設けた永久磁石に対向するように、ステータに配設している。
【0022】
図3に示すように、モータ9が1回転する間に、第1のロータ位置検知手段17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cはそれぞれ、図に示したタイミングで、ハイ−ローの信号を1パルス出力する。制御手段16は、図に示した矢印のタイミング、すなわち3つのロータ位置検知手段のいずれかが、ハイからロー、ローからハイに信号を変えたときを検知する。以下、ロータ位置検知手段からパルス信号の出力が行われたとは、このタイミングのことをいう。
【0023】
第1のロータ位置検知手段17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cは、ホールIC等の磁界の状態を検知する素子で構成し、ロータに設けた永久磁石のN極面と対向しているときは、ハイ信号を出力し、S極面と対向しているときは、ロー信号を出力する(逆でもよい)。また、モータ9が回転したときの第1のロータ位置検知手段17aのパルス周期により、モータ9の回転数を検知できるので、回転数検知手段17を構成している。また、図3には、モータ9を回転させるためのスイッチング素子14a〜14fのオン・オフタイミングの一例を示している。
【0024】
スイッチング素子14a〜14fは、第1のロータ位置検知手段17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cの信号を基に、オン・オフ状況を変えていくことで、U端子、V端子、W端子を正電圧、零電圧、解放の3状態にし、第1の巻線13a、第2の巻線13b、第3の巻線13cに電流を流して磁界を作り、ロータを回転させる。
【0025】
制御手段16は、マイクロコンピュータで構成し、内槽2の回転向きに応じて第1のロータ位置検知17a、第2のロータ位置検知手段17b、第3のロータ位置検知手段17cの出力信号に対応したスイッチング素子14a〜14fのオン・オフを行い、モータ9を制御している。また、回転数制御については、回転数検知手段17のパルス周期により、モータ9または内槽2の回転数を検知し、この回転数データをフィードバックし、スイッチング素子14a〜14fの通電比を調整することで、設定回転数になるよう制御している。
【0026】
電流検知手段18は、本実施例では抵抗を使用し、抵抗の両端電圧でインバータ14の入力電流値を検知するものとする。19は商用電源で、ダイオードブリッジ20、チョークコイル21、平滑用コンデンサ22からなる直流電源装置を介して、インバータ14に接続している。入力設定手段23は、運転コース等を設定するものである。
【0027】
制御手段16は、負荷駆動手段24を介して、クラッチ兼減速機構3、給水弁10、排水弁12の動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。ただし、これは一例であり、モータ9の構成、インバータ14の構成等はこれに限定しない。
【0028】
外槽1の内面には、図4に示すように、外槽1の内底部1aよりも上方に位置する泡室25を構成しており、泡室25の上部の開口部をパッキン5を介して外槽カバー6に形成した蓋部26で密閉するとともに、蓋部26の一部には循環経路27の一部を形成しており、循環経路27の先端には泡吐出部28を設けている。泡室25の底面を構成する案内板29は、泡行程時の内槽2の回転方向に向かって上方に湾曲するように形成している。泡吐出部28は、図5に示すように、泡の吐出方向が内槽2の泡行程時の回転方向と同方向になり、かつ吐出した泡が内槽2の略中心部2aから外周部2bまでかかるように構成している。
【0029】
インバータ14を用いて、制御手段16の制御命令により、モータ9の回転トルクを制御する一例として、下記に示す方法がある。モータ9からのパルス信号が入力するたびに、電流検知手段18が検知する電流値を制御手段16に入力し、この電流値と目標とする電流値(電流設定値で、目標とするモータのトルク量により定める)の差(偏差量)と前回測定した時点からの電流値の変化量より、現在設定させている設定回転数Tcを捜作する設定回転数操作量△Tcをファジー制卸等より算出する。
【0030】
電流が多く流れる傾向にあるときは、設定回転数Tcを低くして、電流値を抑えるようにし、電流が余り流れない傾向にあるときは、設定回転数Tcを高くして、電流値を流すような制御ルールとする。そして、電流値により決められた設定回転数Tcで実際に回転するように、回転数検知手段17により検知した回転数に基づいてフィードバック制御を行う。
【0031】
回転数検知手段17により検知した回転数Tpと設定回転数Tcの差(偏差量)と前回測定した時点からの回転数の変化量により、インバータ14のスイッチング素子14a〜14fの導通比を操作する操作量△Paをファジー制御等より算出し、導通比をセットし直す。
【0032】
回転数が設定回転数より高い場合は、スイッチング素子の導通比を小さくし回転数を落とすよう制卸し、回転数が設定回転数より低い場合は、スイッチング素子の導通比を大きくし回転数を上げるよう制御する。すなわち、目標とする電流(トルク)になるように、現在流れている電流値より回転数を定め、この回転数になるよう回転制卸を行う。
【0033】
直流ブラシレスモータの場合、モータ9に流れる電流値とモータ9のトルクとは比例関係にある。モータ9に流れる電流値を大きくすればするほど、モータ9からは高トルクを得ることができる。上記構造の洗濯機においては、モータ9からのトルクは、内槽2に伝わり内槽2を回転させることができる。
【0034】
モータ9に流れる電流値より回転数を定め、この定めた回転数になるように回転制御することは、電流値を一定になるよう制卸することになる。すなわち、この制御方法で、内槽2内の洗濯水量と衣類の量からなる総量をある回転数で回転制御(電流値で決まる)するとは、一定トルクで制御することである。つまり、回転させる回転数は変わるが、モータ9によるトルクを一定に制御するようにする。
【0035】
洗濯水位は、水位検知手段11のばらつき、洗濯物の量や種類等である程度の範囲でばらつきを有しており、洗濯水位が高いときは、内槽2の回転させたとき泡吐出部28より吐出する泡吐出量が増え、内槽2の回転数を一定としたとき、洗濯水位(外槽1の水位)と、泡吐出量およびモータ電流値(モータトルク)とには、図6(a)に示す関係がある。なお、図6(a)にて、略直線Bは泡吐出量、略直線Iはモータ電流値を示し、Pは基準水位、P1はばらつきの上限値、P2はばらつきの下限値である。
【0036】
また、内槽2の回転させたとき、内槽2と外槽1との間で発生する泡は、洗剤の種類や量で泡の発生量(泡立ち)は変わり、泡の発生量が多いときは、泡吐出部28より吐出する泡の吐出量が増え、内槽2の回転数を一定としたとき、泡の発生量と、泡吐出量およびモータ電流値(モータトルク)とには、図6(b)に示す関係がある。なお、図6(b)にて、略直線Bは泡吐出量、略直線Iはモータ電流値を示している。
【0037】
泡の吐出量が多すぎれば、最悪のときは泡が外槽1より溢れ出てしまい、泡の吐出量が少なければ、洗い性能が低くなってしまう。以上の関係より、泡の吐出量と電流値(モータトルク)との間には、図6(c)に示すように略比例関係がある。
【0038】
図6より明らかなように、モータ9に流れる電流値を略一定に制御することにより、洗濯水位のばらつきや洗剤の種類や量による泡の発生量が変わっても、泡の吐出量をほぼ一定に保つことができる。すなわち、モータ9に流れる電流値を略一定に制御することにより、洗濯水位が高いときや泡の発生量が多いときは、内槽2の回転数が低くなり、一方、洗濯水位が低いときや泡立ちが少ないときは、槽2の回転数が高くなることで、泡の吐出量をほぼ一定に保つことができる。
【0039】
このようにして、モータ9の電流制御を行うことで、洗濯水位のばらつきや洗剤の種類や量による泡立ちが変わっても、泡が外槽1から溢れ出るのを防ぐことができ、かつ、衣類の汚れを落とすことが実現できる。
【0040】
上記構成において図7および図8を参照しながら動作を説明する。まず、図7のステップ51で入力設定手段23の電源スイッチ(図示せず)を入れ、つぎに、ステップ52で、洗濯物の種類、汚れ具合などにあった運転コースを入力設定手段23で選択した後、ステップ53にてスタートスイッチ(図示せず)を押すと運転を開始し、内槽2内に投入している洗濯物の量(布量)を判定し、設定水位を決定する。
【0041】
布量を判定する方法としては、モータ9を駆動して翼7を左右に反転させて、モータ9をオフさせたときの惰性回転数を回転数検知手段17により検知し、惰性回転数が小さいときは、布量が少ないと判定し、逆に惰性回転数が大きいときは布量が多いと判定する。
【0042】
ステップ54で、設定水位PS1の給水を開始し、給水弁10をオンさせて、内槽2内に給水を行う。ステップ55で、設定水位PS1を水位検知手段10が検知するまで給水を継続し、水位検知手段11により設定水位PS1を検知するとステップ56に進み、給水弁10をオフし給水を終了する。給水が終了した後、ステップ57以降において、内槽2を回転駆動して洗い動作を開始する。
【0043】
ステップ57で電流設定値Itを定め、モータ9の電流値が設定電洗値Itになるような制御(一定トルク制御)をすることで、水位のばらつきや泡立ちに関係なく、内槽2内に程よく泡を吐出することができるようにする。泡の吐出量と電流値(モータトルク)との間には、図6(c)に示すように略比例関係があるためである。
【0044】
ステップ58では、トータルの洗い時間を計時するタイマー1をクリアーし、ステップ59では、モータ9をオン・オフ駆動するときのオン、あるいはオフの時間を計時するタイマー2をクリアーする。そして、ステップ60以降で、実際の洗い動作を開始する。
【0045】
このとき、内槽2の回転数およびモータ9に流れる電流値と経過時間の関係を図8(a)(b)に示す。すなわち、モータ9を周期的にオンして内槽2を回転させ、洗濯水を循環し衣類の汚れを落とす。モータ9のオン時は、モータ電流値Itに達するまでは、モータ電流を増やしてモータ9にトルクを発生させ、これにより、内槽2の回転数を上昇させ、モータ電流値がItに収束するよう制御する。このとき、回転数も所定の回転数(例えば190r/min)に収束される。
【0046】
ステップ60で、モータ9を駆動するための起動制御を行う。起動制御の方法としては、モータ9をオンさせてから、時間とともに徐々にインバータ14のスイッチング素子14a〜14fの導通比を大きくし、モータ9のトルクを増加させていく。起動した後は、ステップ61〜72において、電流検知手段18により検知するモータ電流値と回転数検知手段17により検知する回転数によりインバータ14のスイッチング素子14a〜14fの導通比を制卸し、電流値と回転数の両要素におけるフィードバック制御を行い、一定トルクの基、内槽2が回転するよう制卸する。
【0047】
そして、ステップ61で、モータ9の周期的なオン時間t1が経過するまでモータ9をオンさせ内槽2を回転させる。時間t1経過時には、ステップ73に進み、モータ9を休止させる。
【0048】
ステップ62〜72における具体的な制御方法は以下に示す通りである。ステップ62で、回転数検知手段17からの信号が入力したかを判定する。回転数検知手段17からの信号が入力されるとステップ63に進む。ステップ63では、電流検知手段18により、このときモータ9に流れている電流値Imを検知する。電流値とモータトルクの関係は比例関係にあるので、このときにモータ9にかかっているトルク値が推測できる。
【0049】
つぎに、ステップ64では、前回回転数検知手段17から信号が入力したときに電流検知手段18が検知した電流値Imn−1と今回検知した電流値Imの変化量△Im(=Im−Imn−1)を算出する。ステップ65では、電流設定値Itと電流値Imの差(偏差Ie)を算出する。ステップ66では、偏差Ieと変化量△Imにより、現在設定回転数から操作する操作量△Tcを算出する。ステップ67で、新しい設定回転数Tcをセットする。
【0050】
ステップ68で、回転数検知手段17で検知した信号より現在回転数Tpを求め、ステップ69で、前回回転数検知手段17から信号が入力したときに検知した回転数Tpn−1と今回検知した回転数Tpの変化量△Tp(=Tp−Tpn−1)を算出する。ステップ70では、設定回転数Tcと現在回転数Tpの差(偏差Te)を算出する。ステップ71では、偏差Teと変化量△Tpにより、現在のスイッチング素子の通電比から操作する操作量△Pcを算出する。すなわち、電流値によるフィードバック制御と、回転数によるフィードバック制御を組み合わせて行う。
【0051】
ステップ72にすすみ、操作量△P1により新しい導通比Paをセットする。制御を時間t1経過するまで繰り返し、内槽2を一定トルクの基の回転制御を行い、内槽2を高速で回転させることで、内槽2と外槽1の間の洗濯液に大量の空気を送り込んで洗濯液と空気を混合させ、大量の泡を発生させる。そして、発生した大量の泡は比重が軽いため洗濯液の上部に移動し、外槽1の内側を回転しながら勢いよく泡室25に入ってくる。
【0052】
泡室25に入ってきた泡は、案内板31に沿ってその速度成分を水平方向から垂直方向に変換することで上方に揚水され、循環経路27を通して泡吐出部28から内槽2内の洗濯物に向けてその上方より吐出する泡洗浄行程を行う。
【0053】
この動作を連続的に行うと、モータ9の巻線温度が上昇しすぎるため、一定時間モータオフの区間を入れる必要がある。そこで、ステップ73に進み、ステップ73〜75において、時間t2の期間だけモータ9をオフさせる。時間t1モータ9をオン、時間t2モータ9をオフの周期的な間欠動作を、洗い時間tsen経過するまで繰り返す。時間tsen経過した時点で洗い時間が経過したとして、次の行程に移行する。
【0054】
なお、このとき予め設定してある内槽2の回転数上限値(例えば200r/min)よりも低い回転数の範囲で、内槽2の回転数を変化させるようにしているため、モータ9にかかる負荷トルクが極端に小さい場合でも、内槽2の回転数が高すぎることなく、泡の吐出量が多すぎたり、危険な状態になるのを防ぐことができる。
【0055】
このように本実施例によれば、外槽1の内面に泡室25を形成し、内槽2を回転駆動して内槽2と外槽1との間に発生する泡を揚水、吐出する泡行程を有するとともに、モータ9に対応した電流値を検知する電流検知手段18の出力値と電流設定値との比較結果によりスイッチング素子14a〜14fの導通比を制御し、モータ9の回転数を制御することで、泡の吐出量が一定範囲となるようにしたので、溶解した洗濯液より泡を発生させ、発生した泡を泡室25に集めて上方に揚水し、内槽2内の洗濯物に上方からかけて洗濯物の表面あるいは洗濯物を通過させることができ、高い洗浄力を確保できるとともに洗いむらを低減することができる。さらに、電流検知手段18の出力値を検出し、この出力値と電流設定値の比較結果によりスイッチング素子14a〜14fの導通比を制御し、モータ9の回転数を制御することで、泡の吐出量を一定範囲することができて、泡の吐出量が多すぎて外槽1から溢れたり、逆にほとんど泡が吐出しないということもなく、最適に制御することができる。また、洗濯液を泡にすることにより、体積が増えるため、少ない洗濯液で洗濯物の汚れに洗剤成分を作用させることができる。
【0056】
また、水位検知手段11により検知する出力信号により、電流設定値を変更するようにしたので、洗濯水量にあった洗い方が実現でき、かつ、洗濯水量が多い場合などは、回転数を下げて、泡が外槽1より溢れ出る等の異常状態を回避することができる。
【0057】
また、複数の設定水位を有する泡行程を有し、それぞれの設定水位に応じて、電流設定値を変更するようにしたので、設定水位にあった洗い方が実現でき、かつ、設定水位が高い場合などは、回転数を下げて、泡が外槽1より溢れ出る等の異常状態を回避することができる。
【0058】
また、回転数検知手段17の出力値と所定回転数を比較して、所定回転数以上にならないようにスイッチング素子14a〜14fの導通比を制御するようにしたので、内槽2の回転数が上昇しすぎて危険な状態になるのを防ぎ、さらに泡の吐出量が増えて泡が溢れ出るのを防ぐことができる。
【0059】
なお、本実施例では、モータ9は直流ブラシレスモータで構成しているが、これは一例であり、これに限定するものでない。
【0060】
また、本実施例では、泡行程による内槽2の回転時に同時に洗剤も溶解しているが、泡行程の前に洗剤溶解行程を有し、事前に洗剤を溶解してもよい。
【0061】
また、本実施例では、モータ9を時間t1オン、時間t2オフの周期的な間欠動作を、洗い時間tsen経過するまで繰り返しているが、モータ9の巻線温度の上昇が問題ないときは、オン、オフを繰り返さず1回だけでもよい。
【0062】
また、泡行程では、泡だけでなく泡と洗濯液の混合したものが吐出してもよい。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1に記載の発明によれば、洗濯物を収容する内槽を外槽内に回転自在に収容し、外槽の内面に泡室を形成し、スイッチング素子を有するインバータにより内槽を回転駆動する駆動手段に電力を供給し、制御手段によりスイッチング素子の導通比を制御して駆動手段の回転数を制御するよう構成し、内槽を回転駆動し内槽と外槽との間に発生する泡を揚水、吐出する泡行程を有するとともに、駆動手段に対応した電流値を検知する電流検知手段の出力値と電流設定値との比較結果によりスイッチング素子の導通比を制御し、駆動手段の回転数を制御することで、泡の吐出量が一定範囲となるようにしたから、溶解した洗濯液より泡を発生させ、発生した泡を泡室に集めて上方に揚水し、内槽内の洗濯物に上方からかけることで、高い洗浄力を確保できるとともに洗いむらを低減することができ、さらに、駆動手段に流れる電流を監視しながら内槽を回転制御し、駆動手段のトルクを一定にして内槽に一定のトルクを与えるようにするため、内槽の水位ばらつきや、洗剤の種類や量などが変わっても、ほぼ同一量の泡を吐出することができる。これにより、泡の吐出量が増えて、泡が溢れ出たりするのを防ぎ、衣類の汚れを落すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の洗濯機の一部ブロック化した回路図
【図2】同洗濯機の縦断面図
【図3】同洗濯機のインバータの動作タイミングチャート
【図4】同洗濯機の外槽の一部切欠した斜視図
【図5】同洗濯機の一部切欠した要部斜視図
【図6】(a)同洗濯機の洗濯水位と泡吐出量およびモータ電流値の関係特性図
(b)同洗濯機の泡立ちと泡吐出量およびモータ電流値の関係特性図
(c)同洗濯機のモータ電流値と泡吐出量の関係特性図
【図7】同洗濯機の要部動作フローチャート
【図8】同洗濯機の要部動作タイミングチャート
【図9】従来の洗濯機の縦断面図
【符号の説明】
1 外槽
2 内槽
9 モータ(駆動手段)
14 インバータ
14a〜14f スイッチング素子
16 制御手段
18 電流検知手段
25 泡室[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a washing machine that discharges foam from above laundry and performs washing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a typical washing machine is a type in which wings called a pulsator are rotated for washing, and the configuration of this type of washing machine will be described with reference to FIG.
[0003]
As shown in FIG. 9, the
[0004]
A fluid balancer 40 for reducing vibration during dehydration is provided above the
[0005]
The operation will be described in the above configuration. When washing is started after the laundry and a predetermined amount of detergent are put into the
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-378326 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the washing machine having this configuration, the washing power is secured only by the mechanical force of washing the
[0008]
The present invention solves the above-mentioned problems, and pumps foam generated from a dissolved washing liquid upward and applies it to laundry in an inner tub from above, thereby ensuring high detergency and reducing washing unevenness. Further, it is another object of the present invention to control the discharge amount of the foam to be within a certain range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention rotatably accommodates an inner tub for storing laundry in an outer tub, forms a bubble chamber on the inner surface of the outer tub, and rotates the inner tub by an inverter having a switching element. Power is supplied to the driving means to be driven, and the control means controls the conduction ratio of the switching element to control the number of rotations of the driving means. Pumping and discharging the foam, and controlling the conduction ratio of the switching element based on the comparison result between the output value of the current detecting means for detecting the current value corresponding to the driving means and the current set value, By controlling the number of revolutions, the discharge amount of the foam is controlled to be within a certain range.
[0010]
As a result, foam is generated from the dissolved washing liquid, the generated foam is collected in the foam chamber, pumped upward, and applied to the laundry in the inner tub from above, thereby ensuring high detergency and preventing uneven washing. Further, by detecting the output value of the current detecting means, controlling the conduction ratio of the switching element based on the comparison result of the output value and the current set value, and controlling the rotation speed of the driving means, Can be controlled within a certain range, and the amount of foam discharged can be controlled optimally without being too large or too small.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a water level detecting means for detecting a water level in the outer tub is provided, and a current set value is changed by an output signal detected by the water level detecting means. When the amount of washing water is large, the number of rotations can be reduced to avoid abnormal conditions such as foam overflowing from the outer tub. it can.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a bubble stroke having a plurality of set water levels is provided, and the current set value is changed according to each set water level. Yes, a washing method suitable for the set water level can be realized, and when the set water level is high, the number of revolutions can be reduced to avoid an abnormal state such as bubbles overflowing from the outer tank.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the driving means or the inner tank, wherein an output value of the rotational speed detecting means and a predetermined rotational speed are determined. In comparison, the conduction ratio of the switching element is controlled so that the rotation speed does not exceed a predetermined rotation speed. It is possible to prevent the bubbles from overflowing due to the increased amount.
[0015]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The motor (drive means) 9 is constituted by a DC brushless motor, and rotationally drives the
[0018]
As shown in FIG. 1, the
[0019]
The
[0020]
Here, both ends of the series circuit of the switching elements are input terminals, a DC power supply is connected, and output terminals are respectively connected to connection points of two switching elements forming the series circuit of the switching elements. The output terminal is connected to three terminals of the three-phase winding 13, a U terminal, a V terminal, and a W terminal. The terminal and the W terminal are set to three states: positive voltage, zero voltage, and release.
[0021]
The switching elements 14a to 14f are turned on and off via a
[0022]
As shown in FIG. 3, during the rotation of the
[0023]
The first rotor position detecting means 17a, the second rotor position detecting means 17b, and the third rotor position detecting means 17c are constituted by elements for detecting the state of a magnetic field such as a Hall IC, and include a permanent magnet provided on the rotor. A high signal is output when facing the N pole surface, and a low signal is output when facing the S pole surface (or vice versa). Further, the number of revolutions of the
[0024]
The switching elements 14a to 14f change the on / off state based on signals from the first rotor position detecting unit 17a, the second rotor position detecting unit 17b, and the third rotor
[0025]
The control means 16 is constituted by a microcomputer and corresponds to the output signals of the first rotor position detection means 17a, the second rotor position detection means 17b, and the third rotor position detection means 17c according to the rotation direction of the
[0026]
The current detecting means 18 uses a resistor in the present embodiment, and detects the input current value of the
[0027]
The control means 16 controls the operations of the clutch /
[0028]
On the inner surface of the
[0029]
As an example of controlling the rotational torque of the
[0030]
When a large amount of current tends to flow, the set rotation speed Tc is lowered to reduce the current value, and when a small amount of current tends to flow, the set rotation speed Tc is increased to flow the current value. Such a control rule is used. Then, feedback control is performed on the basis of the rotation speed detected by the rotation
[0031]
The conduction ratio of the switching elements 14a to 14f of the
[0032]
When the rotation speed is higher than the set rotation speed, the duty ratio of the switching element is reduced to reduce the rotation speed, and when the rotation speed is lower than the set rotation speed, the duty ratio of the switching element is increased to increase the rotation speed. Control. That is, the number of revolutions is determined from the current value of the current flowing so that the target current (torque) is obtained, and the rotation control is performed so as to achieve this number of revolutions.
[0033]
In the case of a DC brushless motor, the current value flowing through the
[0034]
Determining the number of rotations from the value of the current flowing through the
[0035]
The washing water level varies within a certain range depending on the variation of the water
[0036]
In addition, when the
[0037]
If the discharge amount of the foam is too large, in the worst case, the foam overflows from the
[0038]
As is clear from FIG. 6, by controlling the value of the current flowing through the
[0039]
By controlling the current of the
[0040]
The operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. First, in
[0041]
As a method of determining the cloth amount, the
[0042]
In
[0043]
In step 57, the current set value It is determined, and control (constant torque control) is performed so that the current value of the
[0044]
In step 58, the
[0045]
At this time, the relationship between the rotation speed of the
[0046]
In
[0047]
Then, in
[0048]
The specific control method in
[0049]
Next, in
[0050]
In
[0051]
Proceeding to step 72, a new conduction ratio Pa is set based on the manipulated variable △ P1. The control is repeated until the time t1 elapses, the rotation control of the
[0052]
The foam that has entered the
[0053]
If this operation is performed continuously, the winding temperature of the
[0054]
At this time, the rotation speed of the
[0055]
As described above, according to the present embodiment, the
[0056]
In addition, since the current set value is changed by an output signal detected by the water
[0057]
In addition, a bubble stroke having a plurality of set water levels is provided, and the current set value is changed according to each set water level, so that a washing method suitable for the set water level can be realized, and the set water level is high. In some cases, the number of rotations can be reduced to avoid an abnormal state such as bubbles overflowing from the
[0058]
In addition, the output value of the rotation
[0059]
In the present embodiment, the
[0060]
Further, in the present embodiment, the detergent is dissolved at the same time as the
[0061]
Further, in the present embodiment, the periodic intermittent operation of the
[0062]
In the foaming process, not only foam but also a mixture of foam and washing liquid may be discharged.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the inner tub for storing the laundry is rotatably accommodated in the outer tub, the foam chamber is formed on the inner surface of the outer tub, and the switching element is provided. An inverter having a configuration in which power is supplied to a driving unit that rotationally drives the inner tank, and a control unit controls the conduction ratio of the switching element to control the number of rotations of the driving unit. It has a foaming stroke for pumping and discharging bubbles generated between the outer tank and a conduction ratio of the switching element according to a result of comparison between an output value of a current detecting means for detecting a current value corresponding to the driving means and a current set value. By controlling the number of rotations of the driving means, the discharge amount of foam was made to be within a certain range, so that foam was generated from the dissolved washing liquid, and the generated foam was collected in the foam chamber and upward. Pump the water and wash the laundry in the inner tub from above. As a result, high washing power can be ensured and washing unevenness can be reduced. Therefore, almost the same amount of foam can be discharged even when the water level of the inner tank varies and the type and amount of the detergent are changed. As a result, it is possible to prevent the foam from overflowing due to an increase in the amount of foam to be discharged, and it is possible to clean the clothes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a washing machine according to an embodiment of the present invention, which is partly blocked.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the washing machine.
FIG. 3 is an operation timing chart of the inverter of the washing machine.
FIG. 4 is a perspective view of the outer tub of the washing machine with a part cut away.
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of the washing machine.
FIG. 6 (a) is a characteristic diagram showing a relationship between a washing water level, a foam discharge amount, and a motor current value of the washing machine.
(B) Relationship between the foaming of the washing machine, the foam discharge amount, and the motor current value
(C) Relational characteristic diagram between the motor current value and the foam discharge amount of the washing machine
FIG. 7 is an operation flowchart of a main part of the washing machine.
FIG. 8 is an operation timing chart of main parts of the washing machine.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional washing machine.
[Explanation of symbols]
1 outer tank
2 inner tank
9 Motor (drive means)
14 Inverter
14a-14f switching element
16 control means
18 Current detection means
25 foam room
Claims (4)
Priority Applications (1)
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JP2003136986A JP2004337340A (en) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | Washing machine |
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Cited By (2)
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JP2016097229A (en) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Washing machine |
JP2017209407A (en) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Washing machine |
-
2003
- 2003-05-15 JP JP2003136986A patent/JP2004337340A/en active Pending
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